El Amplificador No Inversor: ¿Qué es? Funcionamiento, análisis y ejemplos.
Espero estés disfrutando este pequeño cuso de Amplificadores Operacionales, y en esta nueva entrega hablaremos de la configuración, amplificador no inversor, esta configuración tiene una funcionalidad parecida a su hermano, el amplificador inversor, no obstante, su funcionamiento es contrario.
Te explicaré todo esto y tratare de abarcar:
- Definición.
- Características.
- Principio de funcionamiento.
- Diagrama general de conexión.
- Cálculos y formulas.
- Otros elementos del circuito (ganancia, impedancia etc.)
- Ejemplo práctico.
- Aplicaciones y usos.
Tabla de contenido
- 1 ¿Qué es el amplificador no inversor?
- 2 ¿Cómo funciona el amplificador no inversor?
- 3 Características del Amp Op No inversor
- 4 Método general de análisis del amplificador no inversor
- 5 Diagrama general de conexión del amplificador no inversor
- 6 Ejercicio de amplificador no inversor
- 7 Señal de salida vs señal de entrada en un amplificador no inversor
- 8 Aplicaciones del amplificador no inversor
¿Qué es el amplificador no inversor?
Esta configuración es una de las más típicas aparte del amplificador inversor, ya que son los circuitos base para otras configuraciones de amplificación.
El amplificador no inversor permite aumentar cualquier señal eléctrica, la cual es multiplicada por una constante que ya hemos visto anteriormente, llamada ganancia (Av).
A diferencia del amplificador inversor, el no inversor no altera la fase de entrada. Otra diferencia, la cual es la más obvia, es que la entrada de señal se ubica en el pin no inversor del amplificador.
¿Cómo funciona el amplificador no inversor?
Su principio de funcionamiento es muy parecido al del inversor, y tal como te mencione anteriormente:
- La tensión o señal de entrada se aplica a la entrada no inversora (+) del amplificador.
- Posteriormente, es procesada por el amplificador operacional para devolver una tensión de salida amplificada.
- Una parte de esta señal de salida se retorna a la entrada inversora (-) a través de una conexión de realimentación.
- Esta pequeña parte de la tensión de la salida devuelta a la entrada es la que determina la ganancia del amplificador en modo lazo cerrado.
Características del Amp Op No inversor
De lo anterior, se derivan las siguientes características:
- Corriente de entrada a los pines del amplificador es de 0A (cero amperes), ya que la impedancia de entrada es muy alta.
- Diferencia de tensión entre las entradas del amplificador es 0.
- El voltaje de salida tiene la misma polaridad que el voltaje de entrada.
- Tiene un valor de ganancia mayor o igual a uno.
- Tiene una mínima impedancia de salida.
- Gracias al valor de la impedancia de entrada, no hay distorsión en la señal de entrada.
Método general de análisis del amplificador no inversor
Excelente, en este punto ya tienes las bases para comenzar con el análisis general y despues pasaremos a realizar un ejemplo para que no quede duda.
Diagrama general de conexión del amplificador no inversor
Como puedes apreciar, los solo tenemos 3 resistencias en este circuito:
- Dos conforman la conexión en lazo cerrado y la realimentación (R1 y RF).
- Mientras que R3 es solo para balancear y proteger el circuito, la cual es conectada en serie con la entrada no inversora del amplificador, por donde, recibimos la señal que será amplificada.
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Fórmulas de corriente
Anteriormente habíamos comentado las características de este circuito, ahora podemos expresarlas en una forma matemática:
Fórmula de voltaje de salida
Pero recordemos que Vy = Vi y Vx = Vi.
Gracias a las relaciones que existen en el flujo de corriente y las resistencias, pudimos obtener el voltaje de salida.
Ganancia
Es importante que recuerdes que la ganancia está representada por la siguiente expresión:
Formula para obtener R1
Si deseas calcular R1, puedes hacerlo por medio de la siguiente expresión matemática:
Valor de impedancias
En este caso, el parámetro de la impedancia de entrada es igual a infinito, y la impedancia de salida es igual a cero.
Ze = ∞
Zo = 0
Valor de R3
Finalmente, si deseas calcular la resistencia 3, lo puedes realizar calculando la resistencia de realimentación (RF) en paralelo con la resistencia 1 (R1)
R3 = RF || R1
Ejercicio de amplificador no inversor
A continuación, diseñaremos un amplificador no inversor con:
- Una ganancia (A) de 5.
- Y una tensión de entrada de 100mV.
- El valor de la resistencia de realimentación (RF) es de 10kΩ.
- Calculamos R1:
R1 = 2.5 kΩ
- Calculamos R3
R3 = 2 kΩ
- Calculamos el voltaje de salida:
Vout = 500 mV
Finalmente, el circuito nos queda de la siguiente manera
Señal de salida vs señal de entrada en un amplificador no inversor
Si metemos la salida a un osciloscopio veríamos las siguientes señales a la salida del amp op no inversor. Las señales de entrada (amarillo) y de salida (azul) se ven de la siguiente manera:
Aplicaciones del amplificador no inversor
Este tipo de configuración es muy utilizado cuando existe la necesidad de amplificar las señales de voltaje de sensores, sobre todo en los sensores de voltaje Esta aplicación se debe, en parte, por la posibilidad que tenemos de controlar la ganancia.
Como ves utilizar el amplificador operacional no inversor es bastante sencillo, cada formula describe su comportamiento y nos permite entender como es que la señal de salida se encuentra en fase con la entrada.
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Juan Carlos G
Hola, sean bienvenidos todos a Amplificadores.info, he creado este blog donde intentare enseñar todo lo que se sobre la amplificación de señales, lo haré tal y como lo aprendí mientras estudiaba Ingeniería eléctrica electrónica en la UNAM. Espero les guste, ya que mi objetivo es aportar mi granito de arena en las nuevas generaciones.
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